DE568669C

DE568669C - Process for the production of ammonia by the contact process

Info

Publication number: DE568669C
Application number: DER61360D
Authority: DE
Original assignee: LAWACZECK GmbH
Current assignee: LAWACZECK GmbH
Priority date: 1924-06-18
Filing date: 1924-06-18
Publication date: 1933-01-28

Description

Verfahren zur Herstellung von Ammoniak nach dem Kontaktverfahren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Ammoniak nach dem Kontaktverfahren, bei dem im Gegensatz zu früheren Ausführungsformen eines derartigen Verfahrens der zum Betrieb der Anlage notwendige Wasserstoff durch elektrolytische Zersetzung in geschlossenen Druckgefäßen auf den erforderlichen hohen Anfangsdruck gebracht wird. Diese Verfahrensweise weist erhebliche Vorteile gegenüber der früheren Arbeitsweise auf, bei der der Wasserstoff mittels Kompressoren auf den erforderlichen hohen Druck gebracht wurde; denn abgesehen davon, daß diese Kompressoren schwierig zu bedienende teure lbT,aschinenanlagen darstellen, bestand auch eine erhebliche Explosionsgefahr, weil die Verdichtung in den Kompressoren adiabatisch, also unter starker Erhöhung der Temperatur erfolgte.Process for the production of ammonia by the contact process The invention relates to a process for the production of ammonia by the contact process, in which, in contrast to previous embodiments of such a method Hydrogen required to operate the system through electrolytic decomposition in closed pressure vessels is brought to the required high initial pressure. This procedure has significant advantages over the previous procedure in which the hydrogen is brought to the required high pressure by means of compressors was brought; because apart from the fact that these compressors are difficult to use represent expensive LBT, machine systems, there was also a considerable risk of explosion, because the compression in the compressors is adiabatic, i.e. with a strong increase the temperature took place.

Ein besonders wesentlicher Mangel der früheren, mit Kompressoren arbeitenden Anlagen bestand in der Ölschmierung dieser Maschinen, infolge deren das komprimierte Gas ziemlich erhebliche Mengen an Schmieröl mit sich führte. Die Folge dieser Erscheinung war wieder eine Vergiftung der Katalysatoren durch das mitgeführte Öl.A particularly significant shortcoming of the earlier ones that worked with compressors Plant consisted in the oil lubrication of these machines, as a result of which the compressed Gas carried quite significant amounts of lubricating oil with it. The consequence of this phenomenon there was again a poisoning of the catalytic converters by the oil carried along.

Die Erfindung befaßt sich mit der Verdichtung des mitverwendeten Stickstoffs und sieht hierfür eine besonders vorteilhafte Ausführungsform vor, bei der im Gegensatz zu der Verdichtung des Wasserstoffs Pumpen verwendet werden können. Dies geschieht nach der Erfindung dadurch, daß zur Verdichtung des Stickstoffs mittels einer Pumpe Flüssigkeit in den Stickstoffbehälter gepumpt wird, der vor der ersten Kontaktdruckstufe in die Anlage geschaltet ist. Verfährt man auf diese Weise, so erzielt man natürlich alle wesentlichen Vorteile der druckelektrolytischen Wasserstoffgewinnung und vermeidet auch, trotzdem für die Stickstoffverdichtung Pumpen verwendet werden, die Vergiftung der Katalysatoren durch mitgeführtes Öl, weil eine Berührung des Stickstoffs mit der Pumpe durch die Zwischenschaltung einer Flüssigkeit vermieden wird.The invention is concerned with the compression of the nitrogen used and for this purpose provides a particularly advantageous embodiment in which, in contrast Pumps can be used to compress the hydrogen. this happens according to the invention in that for compressing the nitrogen by means of a pump Liquid is pumped into the nitrogen tank before the first contact pressure stage is switched to the system. If one proceeds in this way, one naturally achieves and avoids all the essential advantages of electrolytic hydrogen production by pressure also, despite the fact that pumps are used for nitrogen compression, the poisoning of the catalytic converters by entrained oil, because the nitrogen is in contact with it the pump is avoided by interposing a liquid.

Da die beiden Gemischbestandteile unabhängig voneinander auf den erforderlichen Anfangsdruck des Kontaktverfahrens gebracht werden können, erreicht man durch die neue Verfahrensweise, unabhängig von dem Anfangsdruck des Stickstoffs, stets das richtige Mischungsverhältnis der Gase.Since the two components of the mixture are independently of each other on the required Initial pressure of the contact process can be brought about by the new procedure, regardless of the initial pressure of nitrogen, always that correct mixing ratio of the gases.

Ein weiterer Vorzug der neuen Verfahrensweise besteht in der Möglichkeit, den Antrieb der Stickstoffverdichtungspumpe durch den Druck des elektrolytisch erzeugten Sauerstoffes zu bewirken. Hierdurch wird die Notwendigkeit, zusätzliche Antriebsenergie für den Betrieb der Stickstoffpumpe aufzuwenden, umgangen. Der bei der Druckelektrolyse anfallende Sauerstoff wird nämlich, wenn der Wasserstoff unter dem für das Kontaktverfahren nötigen hohen Druck entsteht, ebenfalls ohne weiteres unter diesem derart hohen Druck erzeugt, daß er in diesem Zustand nicht ohne weiteres verwertbar ist, da der Druck, bei welchem der Sauerstoff üblicherweise verwendet wird, bei dem man ihn beispielsweise in Flaschen füllt, ein wesentlich geringerer ist. Die Anwendung der Stickstoffverdichtungspumpe ermöglicht demnach die vorteilhafte Ausnutzung dieses über den Verbrauchsdruck hinausgehenden Drucküberschusses des notwendigerweise miterzeugten Sauerstoffes.Another advantage of the new procedure is the possibility of the drive of the nitrogen compression pump by the pressure of the electrolytically generated To cause oxygen. This eliminates the need for additional drive energy to spend for the operation of the nitrogen pump, circumvented. The one in pressure electrolysis Accumulating oxygen is namely when the hydrogen is below that for the contact process necessary high pressure arises, also easily under this such high pressure pressure produces that it is not readily usable in this state, since the pressure, in which the oxygen is usually used, in which one for example in bottles, a much lower one. The application of the nitrogen compression pump accordingly enables the advantageous utilization of this beyond the consumption pressure Excess pressure of the oxygen that is necessarily also generated.

Die Stickstoffverdichtungspumpe kann aber nach der Erfindung weiterhin zur Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beitragen, indem sie zugleich zu anderen Zwecken verwendet wird, für die man bei derartigen Anlagen Pumpen verwendet, so beispielsweise zum Fördern von Elektrolytwasser und Ammoniakabsorptionswasser.The nitrogen compression pump can, however, continue according to the invention contribute to the economy of the process by simultaneously serving other purposes is used for which pumps are used in such systems, for example for pumping electrolyte water and ammonia absorption water.

Sine solche Wasserpumpe läßt sich in sehr günstiger Weise zu einer gut regelbaren Stickstoffverdichtung verwenden: anderseits läßt sich, nachdem der verdichtete Stickstoff mit dem durch Elektrolyse erzeugten und verdichteten Wasserstoff gemischt und durch Einpumpen weiteren Wassers in den Behälter in die Anlage gedrückt worden ist, das Stickstoffgefäß lediglich durch Ablassen des ZVassers wieder sehr einfach und vollständig mit frischem Stickstoff füllen.Such a water pump can be used in a very cheap way Use easily controllable nitrogen compression: on the other hand, after the compressed nitrogen with the hydrogen produced and compressed by electrolysis mixed and pressed into the system by pumping more water into the container has been, the nitrogen vessel is only very much again by draining the ZVasser simply and completely fill with fresh nitrogen.

Ein weiterer Vorzug dieser Art der Stickstoffverdichtung besteht darin, daß der von der Pumpe ständig oder wenigstens zeitweise in den Stickstoffbehälter gedrückte Stoff, d. h. im wesentlichen Wasser, zugleich der in den Zellen verbrauchte Elektrolyt ist, der auf diese Weise unter einen derartigen Druck gebracht wird, daß er gegebenenfalls unter nätürlichem Gefälle aus dem Stickstoffbehälter in die elektrolytische Zelle fließt. Das nach Beendigung der Verdichtung des Stickstoffes und der überführung des Wasserstoff-Stickstoff-Gemisches in den Kontaktapparat unter Druck aus dem Stickstoffbehälter wieder abfließende Wasser kann gleichfalls für verschiedene Zwecke, u. a. zur Reinigung des Stickstoffes von Kohlensäure, benutzt werden oder zur Auffüllung des zum Auswaschen dies Ammoniaks aus den Reaktionsgasen dienenden Wasservorrats.Another benefit of this type of nitrogen compression is that that the pump is constantly or at least temporarily in the nitrogen tank printed fabric, d. H. essentially water, which is also used in the cells Is electrolyte, which is brought under such pressure in this way, that if necessary, with a natural gradient from the nitrogen tank into the electrolytic cell flows. That after the completion of the compression of the nitrogen and the transfer of the hydrogen-nitrogen mixture into the contact apparatus Pressure from the nitrogen tank can also be used for draining water various purposes, including used to clean the nitrogen from carbonic acid or to replenish the ammonia for washing out of the reaction gases serving water supply.

Ebenso läß.t sich mittels der Wasser- (oder Elektrolyt-) Pumpe das aus Wasserstoff und Stickstoff bestehende Restgas, welches unter Druckabfall die gesamte Kontaktreihe und die Ammoniakwäscher durchströmt hat und noch unter einem Enddruck von etwa aoo Atm. steht, in .einem besonderen Gefäß durch Wasserzufuhr so weit verdichten, daß es dem Frischgas, welches die Kontaktreihe zu durchströmen beginnt, wieder beigemischt werden kann, wobei der Vorteil gewahrt bleibt, daß keinerlei Wasserstoff durch Stopfbüchsen entweicht.This can also be done using the water (or electrolyte) pump Residual gas consisting of hydrogen and nitrogen, which, with a drop in pressure, the entire contact row and the ammonia scrubber has flowed through and still under one Final pressure of about aoo atm. is in .a special vessel with water supply Compress so far that it allows the fresh gas to flow through the row of contacts begins, can be admixed again, with the advantage that no Hydrogen escapes through stuffing boxes.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of ammonia according to the Contact method using hydrogen produced by electrolytic water decomposition generated in closed pressure vessels and to the required high initial pressure is brought, characterized in that for compression of the nitrogen means a pump is used to pump liquid into the nitrogen tank. z. Procedure according to Claim i, characterized in that the drive of the nitrogen compression pump by the excess pressure of the electrolytically generated oxygen will. 3. The method according to claim i and z, characterized in that the nitrogen compression pump at the same time serves to convey electrolyte water and ammonia absorption water. q .. Process according to Claims i to 3, characterized in that the process consists of hydrogen and nitrogen residual gas that is present in the system after flowing through the entire row of contacts is still available, by means of a water pump to the initial pressure prevailing in the system is compressed.